CN114061568B - 基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统 - Google Patents

基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114061568B
CN114061568B CN202111441030.2A CN202111441030A CN114061568B CN 114061568 B CN114061568 B CN 114061568B CN 202111441030 A CN202111441030 A CN 202111441030A CN 114061568 B CN114061568 B CN 114061568B
Authority
CN
China
Prior art keywords
geomagnetic data
window
value
current
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111441030.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114061568A (zh
Inventor
刘宁
付梦印
苏中
管雪元
王良明
沈凯
邓志红
赵文江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Science and Technology
Beijing Institute of Technology BIT
Beijing Information Science and Technology University
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
Beijing Institute of Technology BIT
Beijing Information Science and Technology University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Science and Technology, Beijing Institute of Technology BIT, Beijing Information Science and Technology University filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN202111441030.2A priority Critical patent/CN114061568B/zh
Publication of CN114061568A publication Critical patent/CN114061568A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114061568B publication Critical patent/CN114061568B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
    • G01P3/66—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using electric or magnetic means
    • G01P3/665—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using electric or magnetic means for projectile velocity measurements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统。其中，该方法包括：获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值；基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，以找出当前窗口中的相邻两个零点；基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速；其中，所述地磁数据由离散的多个所述地磁数据点组成。本发明解决了现有技术中由于转速计算量较大造成的耗费资源、速度较慢、精确度低的技术问题。

Description

基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及导航领域，具体而言，涉及一种基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统。
背景技术
在研究飞行体运动规律时，转速是自旋飞行体极为重要的参数之一，尤其是高动态自旋飞行体在运动时的转速会在十几秒内由200-300r/s降到零甚至开始反转，如此大的转速跨度也给飞行体转速测量带来了一定的困难。
当前，关于飞行体转速测试的方法和技术多种多样，而磁阻(MR)传感器技术已经能够生产足够小、足够坚固并且足够灵敏的设备，这些设备可以安装在自由飞行的物体上，并能够高速、高分辨率的测量数据。与传统的传感器测量转速相比，磁阻传感器具有可无源传感、体积小、可靠性高、灵敏度高、功耗低、成本低等优点，能够实现高速、高分辨率的转速测量。而基于Hilbert算法再加以傅里叶变换的转速解算方式，由于其计算量较大，在解算过程中会耗费更多的资源和时间，而且很难达到实时的要求。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统，以至少解决现有技术中由于转速计算量较大造成的耗费资源、速度较慢、精确度低的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值；基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，以找出当前窗口中的相邻两个零点；基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速；其中，所述地磁数据由离散的多个所述地磁数据点组成。
根据本发明实施例的另一个方面，基于地磁数据的飞行体转速测量装置，包括：获取模块，被配置为获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值；零点获取模块，被配置为基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，以找出当前窗口中的相邻两个零点；转速计算模块，被配置为基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速；其中，所述地磁数据由离散的多个所述地磁数据点组成。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于地磁数据的飞行体转速测量系统，包括：飞行体；如上所述的基于地磁数据的飞行体转速测量装置，被配置为基于所述地磁数据实时测量所述飞行体的转速。
在本发明实施例中，通过实时归一化地磁数据的当前地磁数据点，并基于此确定相邻零点来计算飞行体的当前转速，解决了现有技术中由于转速计算量较大造成的耗费资源、速度较慢、精确度低的技术问题，具有计算速度快、精确度高的有益效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的基于地磁数据的飞行体转速测量方法的流程图；
图2A是根据本发明实施例的地磁感应线圈的地磁分布的示意图；
图2B是根据本发明实施例的地磁传感器的坐标示意图；
图2C是根据本发明第二实施例的基于地磁数据的飞行体转速测量方法的流程图；
图3是根据本发明第三实施例的基于地磁数据的飞行体转速测量方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的第一个时间窗口的数据的处理的流程图；
图5是根据本发明实施例的归一化后的地磁信息图；
图6是根据本发明实施例的地磁信号正弦曲线示意图；
图7是根据本发明第四实施例的基于地磁数据的飞行体转速测量方法的流程图；
图8是根据本发明实施例的基于地磁数据的飞行体转速测量装置的结构示意图；
图9是根据本发明实施例的基于地磁数据的飞行体转速测量系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请中的时间窗口也称为窗口，地磁数据也称为地磁信号或地磁信息。
实施例1
本实施例提供了一种新型的基于地磁数据的高速自旋飞行体转速测量法，即地磁传感器转速测量法。通过对飞行体内部地磁传感器获取的地磁数据进行处理计算，从而得出飞行体的实施转速，可稳定的实现飞行体的大跨度、实时的转速测量。
根据本发明实施例，提供了一种基于地磁数据的飞行体转速测量方法，如图1所示，该方法包括：
步骤S102，获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值；
步骤S104，基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，以找出当前窗口中的相邻两个零点；其中，所述地磁数据由离散的多个所述地磁数据点组成。
例如，基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，循环执行本步骤，直到找出当前窗口中的相邻两个零点；判断所述相邻两个零点间的距离是否小于距离阈值，如果是，则删除所述相邻两个零点，并获取下一组相邻两个零点，如果否，则保留所述相邻两个零点。
在一个示例性实施例中，在所述当前窗口为第一个时间窗口的情况下，在获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值之前，所述方法还包括：在所述地磁数据中找到所述地磁数据的第一个极大值和第一个极小值；基于所述第一个极大值出现的时间点和第一个极小值出现的时间点划定所述第一个时间窗口的范围；计算所述第一个时间窗口内的地磁数据的最大值、最小值和平均值，并将所计算出的所述第一个时间窗口内的地磁数据的最大值、最小值和平均值分别作为所述上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值。
在一个示例性实施例中，判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点包括：获取所述归一化处理后的当前的地磁数据点的左侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值和右侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值；将左侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值和右侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值相乘，得到结果值；在所述结果值小于零的情况下，判断归一化处理后的当前的地磁数据点为零点，否则不是零点。
步骤S106，基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速。
在一个示例性实施例中，基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速包括：将所述相邻两个零点对应的两个时刻的值作为数据分析的特征值；基于所述特征值计算所述两个时刻对应的正弦波的周期；基于所述正弦波的周期计算所述飞行体的转速。
在一个示例性实施例中，计算完当前窗口的地磁数据之后，所述方法还包括：基于所述当前窗口内的最后一组相邻两个零点对应的周期，来设定下一窗口的时间范围，并将下一窗口作为当前窗口，并跳转到所述获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值的步骤。其中，所述下一窗口的时间范围为当前窗口内的地磁数据的最后一组正弦图像单个周期时间的整数倍。
在本发明实施例中，通过实时归一化地磁数据的当前地磁数据点，并基于此确定相邻零点来计算飞行体的当前转速，解决了现有技术中由于转速计算量较大造成的耗费资源、速度较慢、精确度低的技术问题，具有计算速度快、精确度高的有益效果。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
实施例2
地磁场中的基本磁场分布约为95％，来源于固体地球内部，十分稳定。而其余的变化磁场大多来自固体地球外部，相较于固体地球内部的磁场，变化磁场较为微弱。因此，通过研究飞行体在飞行过程中受到基本磁场的影响，从而推导出飞行体转速这一方法，具有很高的可行性和很强的实用性。
地磁传感器的基本结构是由三个在三维空间中相互正交安装的线圈组成，如图2A所示，三个线圈X1、Y1、Z1称为磁感应传感器的敏感轴，当敏感轴与坐标轴X、Y、Z重合时，测量载体轴向的分量可以达到最高的精度。
飞行体在飞行过程中，这些线圈高速旋转切割磁感线，从而使传感器磁通量发生变化，导致其内部的地磁传感器受到的地磁影响发生周期性变化，从而产生周期性变化的地磁数据。地磁数据的变化反映了高速旋转飞行体在飞行过程中的转速变化的过程。传感器工作示意图如图2B所示。
图2C是根据本发明实施例的基于地磁数据的告诉自旋飞行体转速测量方法的流程图，如图2C所示，该方法包括以下步骤：
步骤S202，建立坐标系。
建立如图2B所示的坐标系，XOY平面平行于水平面，OZ轴垂直于XOY平面，向上为正。
步骤S204，计算周期。
假设图2B中的地球磁场在地面附近且为均匀磁场，磁感应强度为B，其方向水平向右且平行于OY轴，地磁传感器绕旋转轴旋转的角速度为ω，由电磁感应定律可知，当飞行体在磁场中旋转，其内部地磁传感器切割磁感线产生的磁通量为
产生的感应电动势为
令Em＝N·B·S·ω，代表地磁传感器线圈平面与磁场方向保持平行时的感应电动势，则：
式中：S为线圈面积；B为磁感应强度；N为线圈匝数；ω为飞行体角速度；α为飞行体中心轴与XOY面的夹角；β为飞行体中心轴在XOY面的投影与OY轴的夹角。
由地磁传感器的工作原理可知，其获取的地磁数据的波形是周期性变化的正弦波，而正弦波经过的一个周期则代表飞行体旋转一周所需要的时间。这个正弦波所经过的波峰值、波谷值和零点值都是可以计算出周期的特征点。
步骤S206，计算转速。
通过计算各个特征点的时间差，就可以推导出飞行体的转速。
本实施例中，通过地磁传感器分别测量获得X轴、Y轴和z轴的地磁数据原始值，通过处理获得的地磁数据原始值就能够解算出当前弹体旋转的周期T，就可以通过周期推导出当前时刻的弹体转速R，从而实现了大跨度转速的测量，进而能够快速且精确的测量飞行体的转速。
实施例3
根据本发明实施例，提供了又一种基于地磁数据的高速自旋飞行体转速测量方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤S302，划定第一个时间窗口w0。
首先划定第一个时间窗口w0的范围。在接收的数据中找到第一个极大值和第一个极小值，并划定第一个窗口w0的时间范围为
t0＝2(t0max-t0min) (4)
其中t0max为数据第一个极大值出现的时间点，t0min为第一个极小值出现的时间点。由于飞行体在飞行过程中旋转周期会逐渐变大，故在窗口w0时间范围内归一化后的数据曲线中至少包含有两个零点。
步骤S304，对第一个时间窗口w0内的数据进行归一化处理。
对第一个时间窗口w0内的数据进行归一化处理。其流程图如图4所示，包括以下步骤：
步骤S3042，获取第一个时间窗口w0内的地磁数据的原始值。
步骤S3044，计算在w0范围内求出地磁数据的最大值w0max、最小值w0min以及平均值w0ave。
在w0范围内求出地磁数据的最大值w0max、最小值w0min以及平均值w0ave。
步骤S3046，计算窗口w0中归一化处理后的数据。
通过计算得出窗口w0中归一化处理后的数据，得出：
归一化后的地磁数据图如图5所示。
步骤S306，计算当前窗口的各时刻的转速。
地磁数据(也成地磁信号或地磁信息)归一化后的正弦曲线如6所示所示，t0和t1分别为正弦曲线经过特征点的时间。由于地磁数据的采样频率固定，因此正弦曲线是由许多离散点构成，且每个点间的时间间隔是一定的。考虑到采样到的值不一定是正弦曲线的特征值，而且相较于区分波峰、波谷附近的特征值，过零点附近的特征值更容易被区分出来。因此选择提取零点附近的值作为数据分析的特征值，从而减小采样所带来的误差，更准确的获得飞行体的转速。
判断点tn是否为零点的方式为：取tn左侧和右侧的相邻时间间隔采样点的数据值相乘，若得出的结果为负值，则tn为零点。通过窗口wi中图像经过相邻两个零点tin和ti(n+1)所经历的时间，可以得出n时刻正弦波的周期：
Tin＝2(ti(n+1)-tin) (6)
弹体转速Rin：
以此类推，即可计算出当前窗口wi内每一时刻的正弦波周期Tin和弹体转速Rin，以此达到测量转速实时性的要求。同时，考虑到零点附近会出现数据波形抖动，从而计算出异常转速值的情况(正常情况下转速区间为负30转至正300转)，当两个零点距离过近，导致计算出现偏差时，则将此组零点删除以达到删除异常值的目的。
步骤S308，计算下一窗口的各时刻的转速。
由于弹体在飞行过程中转速会逐渐变慢甚至反转，因此将下一窗口wi+1的时间范围设定为λTin(λ的值可以根据实际应用需求进行确定，在本算法中λ＝3)，λ为比例系数，即下一窗口wi+1的时间设定范围是当前窗口wi内最后一组正弦图像单个周期时间的λ倍，以此确保wi+1的时间范围内至少包含有一个正弦周期。再对wi+1范围内的数据进行归一化处理，由此得出：
式中：Qi+1为归一化处理后的数据值；mi+1为wi+1范围内地磁数据的原始值；wiave、wimax和wimin分别为wi范围内数据的平均值、最大值和最小值。
即通过wi计算出的最后一组周期Tin和转速Rin来设定wi+1的时间范围，再在wi+1设定的时间范围内用上一窗口内的数据最大值、最小值和平均值对数据进行归一化处理，计算窗口内每一时刻的周期T(i+1)n和转速R(i+1)n，并以窗口内最后一组周期和转速来设定wi+2的时间范围，依此类推，直至所有数据计算完毕，最终完成转速计算。
实施例4
根据本发明实施例，提供了又一种基于地磁数据的高速自旋飞行体转速测量方法，如图7所示，该方法包括以下步骤：
步骤S702，获取地磁数据原始值。
从地磁传感器获取地磁数据。
步骤S704，获取窗口wi-1内数据的最大值、最小值和平均值。
获取上一时间窗口内数据的最大值、最小值和平均值。
如果不存在上一时间窗口，即窗口为第一个时间窗口，则在接收的数据中找到第一个极大值和第一个极小值，并划定第一个时间窗口w0的时间范围，求出第一个时间窗口w0内地磁数据的最大值、最小值和平均值，并将求出的最大值、最小值和平均值作为上一时间窗口内的最大值、最小值和平均值。
如果存在上一时间窗口wi-1，则直接获取窗口wi-1内数据的最大值、最小值和平均值。
步骤S706，将窗口wi中的数据做归一化处理。
对wi范围内的地磁数据进行归一化处理，由此得出：
式中：Qi为处理后的数据值；mi为当前时间窗口Wi范围内地磁数据的原始值；wi-1ave、wi-1max和wi-1min分别为上一时间窗口范围内地磁数据的平均值、最大值和最小值。
步骤S708，通过窗口wi中每两个零点的周期计算每一时刻的转速Rin。
通过窗口wi中图像经过相邻两个零点tin和ti(n+1)所经历的时间，可以得出n时刻正弦波的周期：
Tin＝2(ti(n+1)-tin)
弹体转速Rin：
其中，ti(n+1)为一组相邻另个零点中的第二个零点，tin为第一个零点。由于相邻两个零点之间的时间间隔非常短，因此，可以这个间隔可以视为时刻。
步骤S710，判断是否有数据。
判断步骤S702中获取的地磁数据原始值中是否还有未计算的数据。如果还存在未计算的数据，则执行步骤S712，否则结束本流程。
步骤S712，划定窗口wi+1的范围为λ/Rin。
将下一时间窗口wi+1的时间范围设定为λTin(λ的值可以根据实际应用需求进行确定，可以为整数，例如在本实施例中λ＝3)，λ为比例系数，即下一窗口wi+1的时间设定范围是当前窗口wi内最后一组正弦图像单个周期时间的λ倍，以此确保wi+1的时间范围内至少包含有一个正弦周期。
跳转回步骤S704。
实施例5
根据本发明实施例，还提供了一种基于地磁数据的飞行体转速测量装置。如图8所示，该装置包括获取模块82、零点获取模块84和转速计算模块86。
获取模块82，被配置为获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值。
零点获取模块84，被配置为基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，以找出当前窗口中的相邻两个零点；其中，所述地磁数据由离散的多个所述地磁数据点组成。
例如，获取所述归一化处理后的当前的地磁数据点的左侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值和右侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值；将左侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值和右侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值相乘，得到结果值；在所述结果值小于零的情况下，判断归一化处理后的当前的地磁数据点为零点，否则不是零点。
如果当前窗口为第一个时间窗口，在获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值之前，所述零点获取模块84还配置为：在所述地磁数据中找到所述地磁数据的第一个极大值和第一个极小值；基于所述第一个极大值出现的时间点和第一个极小值出现的时间点划定所述第一个时间窗口的范围；计算所述第一个时间窗口内的地磁数据的最大值、最小值和平均值，并将所计算出的所述第一个时间窗口内的地磁数据的最大值、最小值和平均值分别作为所述上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值。如果当前窗口不是第一个时间窗口，则直接获取上一时间窗口的最大值、最小值和平均值。
在一个示例性实施例中，所述零点获取模块84基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，循环执行本步骤，直到找出当前窗口中的相邻两个零点；判断所述相邻两个零点间的距离是否小于距离阈值，如果是，则删除所述相邻两个零点，并获取下一组相邻两个零点，如果否，则保留所述相邻两个零点。
转速计算模块86，被配置为基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速。例如，将所述相邻两个零点对应的两个时刻的值作为数据分析的特征值；基于所述特征值计算所述两个时刻对应的正弦波的周期；基于所述正弦波的周期计算所述飞行体的转速。
转速计算模块86还被配置为基于所述当前窗口内的最后一组相邻两个零点对应的周期，来设定下一窗口的时间范围，例如，将所述下一窗口的时间范围为当前窗口内的地磁数据的最后一组正弦图像单个周期时间的整数倍，并将下一窗口作为当前窗口，循环求下一窗口中的各个时刻的转速，直至所获取的地磁数据中的全部数据计算完毕。
本实施例中的基于地磁数据的飞行体转速测量装置能够实现上述方法实施例中的所有方法，此处不再赘述。
实施例6
根据本发明实施例，还提供了一种基于地磁数据的飞行体转速测量系统，如图9所示，该系统包括飞行体92和如实施例8所述的基于地磁数据的飞行体转速测量装置94，飞行体转速测量装置94被配置为基于所述地磁数据实时测量所述飞行体的转速。
飞行体转速测量装置94的结构和实施例8中的结构相同，此处不再赘述。
实施例7
本发明的实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质存储有程序，在所述程序被计算机执行时，使得计算机可以实现上述实施例1至4中的方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于网络中的多个网络设备中的至少一个网络设备。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行实施例1至4中的方法。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例1至4中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于地磁数据的飞行体转速测量方法，其特征在于，包括：
获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值；
基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，以找出当前窗口中的相邻两个零点；
基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速；
其中，所述地磁数据由离散的多个所述地磁数据点组成；
其中，所述方法还包括：通过所述当前窗口计算出的最后一组周期和转速来设定下一窗口的时间范围，再在所述下一窗口设定的时间范围内用上一窗口内的数据最大值、最小值和平均值对数据进行归一化处理计算所述下一窗口内每一时刻的周期和转速，并以所述下一窗口内最后一组周期和转速来设定所述下一窗口的下一个窗口的时间范围，直至所有数据计算完毕，最终完成转速计算；
其中，Qi+1为归一化处理后的数据值；mi+1为所述下一窗口范围内地磁数据的原始值；wiave、wimax和wimin分别为所述当前窗口范围内数据的平均值、最大值和最小值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点包括：
获取所述归一化处理后的当前的地磁数据点的左侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值和右侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值；
将左侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值和右侧的相邻时间间隔采样点的地磁数据值相乘，得到结果值；
在所述结果值小于零的情况下，判断归一化处理后的当前的地磁数据点为零点，否则不是零点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速包括：
将所述相邻两个零点对应的两个时刻的值作为数据分析的特征值；
基于所述特征值计算所述两个时刻对应的正弦波的周期；
基于所述正弦波的周期计算所述飞行体的转速。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述当前窗口为第一个时间窗口的情况下，在获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值之前，所述方法还包括：
在所述地磁数据中找到所述地磁数据的第一个极大值和第一个极小值；
基于所述第一个极大值出现的时间点和第一个极小值出现的时间点划定所述第一个时间窗口的范围；
计算所述第一个时间窗口内的地磁数据的最大值、最小值和平均值，并将所计算出的所述第一个时间窗口内的地磁数据的最大值、最小值和平均值分别作为所述上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，以找出当前窗口中的相邻两个零点包括：
基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，循环执行本步骤，直到找出当前窗口中的相邻两个零点；
判断所述相邻两个零点间的距离是否小于距离阈值，如果是，则删除所述相邻两个零点，并获取下一组相邻两个零点，如果否，则保留所述相邻两个零点。
6.一种基于地磁数据的飞行体转速测量装置，其特征在于，包括：
获取模块，被配置为获取上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值；
零点获取模块，被配置为基于所获取的上一窗口的地磁数据的最大值、最小值和平均值，对当前窗口内实时获取的当前的地磁数据点进行归一化处理，并判断归一化处理后的当前的地磁数据点是否为零点，以找出当前窗口中的相邻两个零点；
转速计算模块，被配置为基于所述相邻两个零点计算所述飞行体在所述相邻两个零点对应的两个时刻内的转速；
其中，所述地磁数据由离散的多个所述地磁数据点组成；
其中，所述转速计算模块还被配置为：通过所述当前窗口计算出的最后一组周期和转速来设定下一窗口的时间范围，再在所述下一窗口设定的时间范围内用上一窗口内的数据最大值、最小值和平均值对数据进行归一化处理计算所述下一窗口内每一时刻的周期和转速，并以所述下一窗口内最后一组周期和转速来设定所述下一窗口的下一个窗口的时间范围，直至所有数据计算完毕，最终完成转速计算；
其中，Qi+1为归一化处理后的数据值；mi+1为所述下一窗口范围内地磁数据的原始值；wiave、wimax和wimin分别为所述当前窗口范围内数据的平均值、最大值和最小值。
7.一种基于地磁数据的飞行体转速测量系统，其特征在于，包括：
飞行体；
如权利要求6所述的基于地磁数据的飞行体转速测量装置，被配置为基于所述地磁数据实时测量所述飞行体的转速。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被执行时，使得计算机执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
CN202111441030.2A 2021-11-30 2021-11-30 基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统 Active CN114061568B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111441030.2A CN114061568B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111441030.2A CN114061568B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114061568A CN114061568A (zh) 2022-02-18
CN114061568B true CN114061568B (zh) 2023-11-14

Family

ID=80277556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111441030.2A Active CN114061568B (zh) 2021-11-30 2021-11-30 基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114061568B (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102253281A (zh) * 2011-04-26 2011-11-23 江苏斯菲尔电气股份有限公司 一种基于软件抗谐波干扰并自动换相测量电网频率的方法
CN103308899A (zh) * 2013-05-23 2013-09-18 中国人民解放军第四军医大学 一种基于过零点技术的生物雷达人体目标识别方法
CN105022924A (zh) * 2015-07-27 2015-11-04 东南大学 一种多点滑动的二维滑动窗dft变换的快速算法
EP3157004A1 (en) * 2015-10-16 2017-04-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for normalizing input data of acoustic model and speech recognition apparatus
CN107294620A (zh) * 2017-06-21 2017-10-24 电子科技大学 基于最小相位系统的临近空间毫米波信道测量方法
CN107994960A (zh) * 2017-11-06 2018-05-04 北京大学（天津滨海）新代信息技术研究院 一种室内活动检测方法及系统
CN108334294A (zh) * 2016-08-31 2018-07-27 阿里巴巴集团控股有限公司 一种操控数据处理方法及装置
CN108693374A (zh) * 2017-04-04 2018-10-23 英飞凌科技股份有限公司 传感器设备、系统和方法
CN110867194A (zh) * 2019-11-05 2020-03-06 腾讯音乐娱乐科技（深圳）有限公司 音频的评分方法、装置、设备及存储介质
CN111241151A (zh) * 2019-12-27 2020-06-05 北京健康之家科技有限公司 一种业务数据分析预警方法、系统、存储介质及计算设备
CN111721288A (zh) * 2020-06-19 2020-09-29 哈尔滨工业大学 一种mems器件零偏修正方法、装置及存储介质
CN111722896A (zh) * 2019-03-21 2020-09-29 华为技术有限公司 动画播放方法、装置、终端以及计算机可读存储介质
CN111912402A (zh) * 2020-07-22 2020-11-10 北京自动化控制设备研究所 基于地磁信息辅助gps的高旋转载体的测姿方法及装置
CN113587746A (zh) * 2021-10-08 2021-11-02 北京信息科技大学 基于地磁信息测量弹体的大跨度转速的方法、装置及系统

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102253281A (zh) * 2011-04-26 2011-11-23 江苏斯菲尔电气股份有限公司 一种基于软件抗谐波干扰并自动换相测量电网频率的方法
CN103308899A (zh) * 2013-05-23 2013-09-18 中国人民解放军第四军医大学 一种基于过零点技术的生物雷达人体目标识别方法
CN105022924A (zh) * 2015-07-27 2015-11-04 东南大学 一种多点滑动的二维滑动窗dft变换的快速算法
EP3157004A1 (en) * 2015-10-16 2017-04-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for normalizing input data of acoustic model and speech recognition apparatus
CN108334294A (zh) * 2016-08-31 2018-07-27 阿里巴巴集团控股有限公司 一种操控数据处理方法及装置
CN108693374A (zh) * 2017-04-04 2018-10-23 英飞凌科技股份有限公司 传感器设备、系统和方法
CN107294620A (zh) * 2017-06-21 2017-10-24 电子科技大学 基于最小相位系统的临近空间毫米波信道测量方法
CN107994960A (zh) * 2017-11-06 2018-05-04 北京大学（天津滨海）新代信息技术研究院 一种室内活动检测方法及系统
CN111722896A (zh) * 2019-03-21 2020-09-29 华为技术有限公司 动画播放方法、装置、终端以及计算机可读存储介质
CN110867194A (zh) * 2019-11-05 2020-03-06 腾讯音乐娱乐科技（深圳）有限公司 音频的评分方法、装置、设备及存储介质
CN111241151A (zh) * 2019-12-27 2020-06-05 北京健康之家科技有限公司 一种业务数据分析预警方法、系统、存储介质及计算设备
CN111721288A (zh) * 2020-06-19 2020-09-29 哈尔滨工业大学 一种mems器件零偏修正方法、装置及存储介质
CN111912402A (zh) * 2020-07-22 2020-11-10 北京自动化控制设备研究所 基于地磁信息辅助gps的高旋转载体的测姿方法及装置
CN113587746A (zh) * 2021-10-08 2021-11-02 北京信息科技大学 基于地磁信息测量弹体的大跨度转速的方法、装置及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN114061568A (zh) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109447359B (zh) 一种数据采集点部署方法及系统
CN101571582B (zh) 通过使用倾角传感器的测量设备所得的位置测量结果
EP2660561B1 (en) Geomagnetic device
CN106767772B (zh) 地磁指纹分布图的构建方法和装置及定位方法和装置
CN111261016B (zh) 道路地图的构建方法、装置和电子设备
KR20160075686A (ko) 관심 지점을 위한 클러스터링 방법 및 관련 장치
CN104197929B (zh) 一种基于地磁和wifi的定位方法、装置及系统
CN113587746B (zh) 基于地磁信息测量弹体的大跨度转速的方法、装置及系统
CN109959379A (zh) 定位方法及电子设备
US10533874B2 (en) Inertial positioning and navigation device featuring a novel walk detection method
CN110567491B (zh) 惯性导航系统的初始对准方法、装置及电子设备
CN106705959A (zh) 检测移动终端航向的方法和装置
CN113137976B (zh) 惯导系统定位性能评估方法、装置、设备和存储介质
CN109660937A (zh) 运动轨迹生成方法及装置
CN110231592A (zh) 室内定位方法、装置、计算机可读存储介质及终端设备
CN111174778A (zh) 一种基于行人航迹推算的建筑入口确定方法及装置
CN114061568B (zh) 基于地磁数据的飞行体转速测量方法、装置及系统
CN111413651A (zh) 一种磁场总场的补偿方法、装置、系统及存储介质
CN106781659B (zh) 一种车位状态基准值标定方法和装置
CN104330079B (zh) 一种多陀螺仪的角速度测量方法及系统
CN107479015A (zh) 磁共振校准扫描序列配置和图像获取的方法及系统
CN109084765B (zh) 一种行人室内行走定位方法、装置及存储介质
CN110888142A (zh) 基于mems激光雷达测量技术的航天器隐藏目标点测量方法
CN110160530A (zh) 一种基于四元数的航天器姿态滤波方法
CN104504066A (zh) 出行方式判断方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant